程序流程圖 - 基于Linux的串口服務(wù)器設(shè)計(jì)

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　　圖5：Modbus RTU 到TCP格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序流程(a)和Modbus TCP 到RTU格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序流程(b)。

　　由此可見(jiàn)，TCP格式字節(jié)數(shù)=RTU格式字節(jié)數(shù)-2+6，獲取的可用數(shù)據(jù)均相同，因此其程序?qū)崿F(xiàn)就不再是難題了。

　　CRC校驗(yàn)功能

　　CRC即循環(huán)冗余校驗(yàn)碼，它是數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中最常用的一種差錯(cuò)校驗(yàn)碼。RTU方式時(shí)，CRC校驗(yàn)傳送的全部數(shù)據(jù)，它忽略信息中單個(gè)字符數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)方法。CRC校驗(yàn)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)的匹配，將得到的數(shù)據(jù)如何正確的套用到CRC校驗(yàn)當(dāng)中是其中的關(guān)鍵。

　　CRC校驗(yàn)有既定的規(guī)則，其程序?qū)崿F(xiàn)非常簡(jiǎn)單，只需要以下幾步：CRC字節(jié)的初始化;將數(shù)據(jù)導(dǎo)入進(jìn)行CRC計(jì)算;返回計(jì)算出的CRC值。

　　串口服務(wù)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　此部分介紹整個(gè)程序的main()函數(shù)，它會(huì)調(diào)用前文介紹的函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)串口服務(wù)器功能，故其頭文件中要包含前文所述的各函數(shù)文件。程序流程如圖6所示。

　　main()函數(shù)應(yīng)用Linux C函數(shù)編程，其中應(yīng)尤其注意socket的應(yīng)用，socket要先建立再bind();在信號(hào)量中的參數(shù)要配置正確;進(jìn)程的管理方面，要注意進(jìn)程退出時(shí)先退出子進(jìn)程，在所有進(jìn)程都完成之后再關(guān)閉socket。

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　　圖6：串口服務(wù)器main()函數(shù)程序流程圖。

　　問(wèn)題及解決

　　串口服務(wù)器測(cè)試過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)TCP到RTU發(fā)送時(shí)數(shù)據(jù)包錯(cuò)誤，不能正確地將TCP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RTU數(shù)據(jù)。

　　原因在于，測(cè)試過(guò)程中，Windows下的PC終端向Linux工控板發(fā)送數(shù)據(jù)，但是Windows的實(shí)時(shí)性并不很好，不能及時(shí)地發(fā)送數(shù)據(jù)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一次發(fā)送兩包數(shù)據(jù)給串口服務(wù)器的現(xiàn)象;另外，工控板中Linux下的TCP/IP協(xié)議剪裁封裝不是很完善，導(dǎo)致其接收處理數(shù)據(jù)的能力比較差。

　　當(dāng)多幀數(shù)據(jù)同時(shí)到達(dá)時(shí)，串口服務(wù)器未能正確將后一幀數(shù)據(jù)發(fā)送出去，而把一幀數(shù)據(jù)分割到兩幀，導(dǎo)致數(shù)據(jù)幀錯(cuò)誤。這就是發(fā)生上述數(shù)據(jù)完全錯(cuò)誤的原因。這時(shí)，需要給串口服務(wù)器添加數(shù)據(jù)的分幀處理功能，在接收到數(shù)據(jù)時(shí)，先判斷數(shù)據(jù)幀是否是有效數(shù)據(jù)幀，確保每次發(fā)送的數(shù)據(jù)都能是完整的一幀，不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)幀錯(cuò)位，而導(dǎo)致數(shù)據(jù)的完全錯(cuò)誤。

　　本文小結(jié)

　　該串口服務(wù)器應(yīng)用Modbus相關(guān)協(xié)議，將傳統(tǒng)的以RS485/232串口通信設(shè)備接入工業(yè)以太網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和設(shè)備之間的信息交互。本串口服務(wù)器程序已經(jīng)能夠在開(kāi)發(fā)板上正確運(yùn)行。